Видели нефтяные качалки — «молоточки», которые ритмично гоняют трубу вверх-вниз? Так нефть поднимают на поверхность, когда давление в пласте уже не справляется само.
А какие ещё способы добычи нефти существуют и как инженеры выбирают нужный? Разбираемся.
Как добывают нефть
Нефть не собирается под землёй в «озёра» — она пропитывает пористые породы, словно вода губку. Чтобы её извлечь, инженеры бурят скважину и создают условия, при которых нефть может подняться наверх. Иногда пластовое давление выталкивает нефть само, но чаще ей «помогают» — насосами, газом или водой.В отличие от угля, который добывают открытым способом экскаваторами прямо из горных пород, нефть приходится буквально уговаривать покинуть недра. Каждый баррель — результат точной инженерной настройки под конкретное месторождение.
Основные способы добычи нефти
Инженеры выбирают технологию так, чтобы извлечь максимум ресурсов при минимальных затратах. Какие способы добычи нефти использовать, зависит от того, насколько высоко пластовое давление, какова вязкость жидкости и на какой стадии жизни находится месторождение.
Фонтанный способ добычи — когда нефть идет сама
На молодых месторождениях пластовое давление настолько высокое, что нефть сама поднимается по стволу скважины. Это и есть фонтанный способ — самый простой и дешевый. Для него не нужны насосы: нефть выталкивается давлением газа, растворенного в пласте.
«Сначала нефть действительно идет фонтаном — пластовое давление очень высокое. Но так можно добыть немного. Потом давление падает, и нефть приходится поднимать другими способами», — объясняет химик, профессор кафедры высокомолекулярных соединений и нефтехимии ТГУ Любовь Алтунина.
Сегодня фонтанная добыча — редкость: по данным отрасли, таким способом удается извлечь не более 10% запасов нефти. Когда фонтан «садится», инженеры переходят к механизированным или газлифтным методам.
Насосный способ добычи нефти — работа «качалки»
Когда давление в пласте падает, нефть поднимают насосами. Самые узнаваемые — штанговые установки, те самые «молоточки». Они приводят в движение штанги и поднимают жидкость из недр.
Другой тип — электроцентробежные насосы (ЭЦН). Они устанавливаются прямо в скважине и работают на больших глубинах. Есть и винтовые насосы — для вязкой нефти и тяжелых условий.
Умные насосы для добычи нефти — об установках с датчиками давления, температуры и вибрации, которыми можно управлять дистанционно.
Газлифтный способ — подъем с помощью газа
Вместо насосов работает сжатый газ, который подают в скважину. Он снижает плотность смеси и помогает нефти подниматься вверх. Газлифт может быть непрерывным — когда подача идет постоянно, или периодическим — с паузами для экономии энергии.
Этот способ добычи нефти особенно удобен на шельфе и в ограниченном пространстве, где установка оборудования затруднена. В России газлифт применяется на месторождениях Западной Сибири и Поволжья. Там он позволяет поддерживать добычу при падающем пластовом давлении.
Вторичные методы — когда подключают воду
«Если нефть нужно извлечь быстро, то необходимо восстановить пластовое давление. Один из методов, способствующих этому, называется заводнение. В нагнетательную скважину закачивается вода, которая поступает в нефтяной пласт, восстанавливает давление в порах и вытесняет ископаемое наружу», — рассказывает Любовь Алтунина.
Метод позволяет повысить коэффициент извлечения до 40%. Инженеры следят, чтобы вода распределялась равномерно: если прорыв произойдет по трещинам, нефть останется в стороне. Для этого применяются геолого-технологические модели и регулирование фильтрации по отдельным зонам пласта.
Третичные методы (EOR) — технологии повышенной отдачи
Чтобы добыть то, что осталось после заводнения, применяют EOR-технологии (Enhanced Oil Recovery) — тепловые, химические и газовые методы.
- Тепловые методы — паротепловое воздействие и внутрипластовое горение, применяются для тяжелых нефтей.
- Химические методы — полимерное или щелочно-поверхностно-активное заводнение, которые снижают вязкость и улучшают вытеснение.
- Газовые методы — закачка CO₂ или азота, создающая дополнительное давление и увеличивающая нефтеотдачу.
Современные исследования показывают, что такие технологии могут повысить извлечение нефти до 60% от исходных запасов.
Современные технологии добычи
Сегодня добыча нефти становится все более умной и автоматизированной. Во многих регионах управление скважинами и насосными станциями ведется дистанционно. Так, в цифровом центре «Геосфера» инженеры используют цифровые двойники — виртуальные модели реальных скважин, которые помогают отслеживать состояние оборудования и оперативно корректировать режим добычи.
Читайте также: Как попасть в нефть и газ — советы тем, кто хочет начать карьеру в отрасли
Такие технологии позволяют повышать нефтеотдачу и снижать затраты, объединяя данные геологов, инженеров и операторов в единую систему. Цифровизация добычи делает процесс безопаснее и энергоэффективнее, а переход к автоматике становится ключевым направлением отрасли.
Добыча нефти — это не просто «качалка» на горизонте. За каждым движением штанги стоит инженерная работа, физика пластов и цифровые технологии, которые делают процесс точным и управляемым.
А вы бы хотели побывать на нефтяной вышке или платформе и увидеть, как это устроено? Или, может быть, вы уже работали на промыслах — расскажите, что вас впечатлило больше всего.
Фото для обложки взято с официального сайта ПАО «Роснефть»
